µC gesteuertes Laborgerät

Hi,

ich möchte ein Laborgerät bauen. (Standard, ich weis -.-)

Es soll folgende Eigenschaften haben:
Input: Alle normalen Spannungen von einem PC-Netzteil (damit ich keinen 230V Teil habe). (Das sind also +/-5V, +/-12V, 3,3V, GND)

Output: -12V bis +12V, 1A reicht locker. Eine Strombegrenzung soll ebenfalls vorhanden sein.

Beides (Spannung und Strom) sollte von einem Mikrocontroller (per PWM) gesteuert werden.

Hier ist die Standardlösung wohl ein System von zwei OpAmps. Deren Zusammenschaltung habe ich bisher aber leider nicht gesehen, bzw. wenn, dann nur in einem riesen Schaltplan, den ich nicht überblicke.

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen, so eine Schaltung aufzubauen.

Gruß, CowZ
PS: Anwendungsgebiet soll sowohl analoge, sowie digitale Elektronik sein. Der Mikrocontroller ist ein AVR (PWM Ausgänge sind also vorhanden).

high...

hast du nicht ein paar zeilen weiter unten den beitrag "schaltplan für ein gutes labornatzteil" gesehen? oder is das nicht das was du möchtest?

MfG,
--> Mr.G.

Hi,

den Thread (und viele andere) habe ich gelesen.
Der Hauptunterschied liegt darin, dass ich eigentlich nur den Spannungs- und den Stromsteuerungsteil suche. In allen Schaltplänen die ich finde, sind noch viele andere Sachen (Transformatoren, Gleichrichter) etc. enthalten. Außerdem möchte ich das nicht per Poti, sondern per µC (PWM) steuern.

Aus den zusammengesetzten Schaltplänen werde ich leider nicht wirklich schlau :(

Gruß, CowZ

ich hab mal eins in der htl gebaut,bis 30V 2A,aber auch nur mit poti geregelt und der strom is dabei nicht einstellbar.
das hat mir auch schon lang nicht mehr genügt,also hab ich mir vor kurzem eins von voltcraft gekauft.
bin sehr zufrieden damit,weil ich gleichzeitig auch ablesen kann wieviel strom die angehängte last grad zieht.
geht zwar auch nur bis 30 Volt 3A,aber is eigentlich genug für mich,da ich bisher noch nie die 2A vom alten gerät gebraucht hab.

Ich könnts ja mal aufmachen und reinschauen welche teile da verwendet werden,nur fehlen dir dann immer noch die zusammenhänge.

Also kann ich dir da leider nicht helfen,wollte dich nur auf den bereits angefangten thread hinweisen.

Bin mir aber sicher daß sich hier jemand findet der dir hierzu mehr sagen kann.

MfG,
-->Mr.G.

Hallo CowZ!

Dein vorhaben finde ich sehr interessant und versuche Dir, so weit ich kann (bin aber leider ein PIC Benutzer, also nur mit Hardware), weiterhelfen.

Als erstes müsste man sich entscheiden, ob das Schalt- oder Analogregler seien soll.

Wegen niedrigere Leistungverluste und PWM wird es wahrscheinlich Schaltregler sein.

MfG

vom Prinzip so?
http://www.stegem.de/Elektronik/Labo...et/luefter.htm

oder wie im ELV-Netzgerät?

in den normalen Netzteilen musst du dir immer Transformatoren, Gleichrichter u.s.w. wegdenken.
Sollwertvorgabe per µC statt Poti ist kein Problem.

Sagst Du so - in den meisten Designs ist zumindest das Poti für die Spannungseinstellung Teil eines am Minus-Ausgang fußenden Spannungsteilers. Und das soll jemand, der die Regelschaltung im Schaltplan eines Netzgerätes nicht erkennen kann, mal eben umdesignen...? Sollwertvorgabe auf Steuer-Masse bezogen erspart man sich doch gerade wegen der umständlicheren Schaltung bei den meisten Erntwürfen.

@shaun
Hat Recht manchmal ist es schwierig

bei diesen gehts noch normaler Soll-Istwert-Vergleich
1. http://www.electronics-lab.com/proje.../003/schem.gif
2. http://www.trifolium.de/netzteil/kap3_2_7.html
3. http://mitglied.lycos.de/desinfector...EN/nt40315.gif

hier wirds schwierig:
4. http://ourworld.compuserve.com/homep...Bowden/ps6.gif

Man muss sich eben die richtige Schaltung raussuchen, am Besten die von ELV
http://shop.elv.de/output/controller...0&detail2=8857

Bei 3. wird auch die von mir genannte Variante mit dem U-Poti am Minus-Ausgang verwendet. Bei fixem Spannungsteiler muss man beim klassischen Labornetzteil-Prinzip halt dafür sorgen, dass die Referenz für U negativ zur Steuerungs-Masse ist. Da die Schaltungen sowieso immer symmetrisch gespeist werden, ist das also nur eine Frage von einem OPV und zwei Widerständen.

Hi,

vielen Dank für eure Hilfe und die ganzen Schaltpläne :)

Gibt es vllt auch einfachere? :P

Ich möchte doch nur einen OpAmp für die Spannungseinstellungen und einen für die Strombegrenzung... Das müsste doch ansich relative einfach gehen, oder?

Gruß, CowZ

Mehr ist doch in den angegebenen Schaltplänen auch nicht drin?!
EInfach wird eine Schaltung nicht dadurch, dass man mit unglaublichen Verrenkungen aus fünf Bauteilen alles rausholt, sondern durch Verstehen der Funktionsgruppen. Eine Platine mit 100 OPVs kann sch*trivial sein, wenn alle bloß Spannungsfolger sind; ein einzelner OPV als Filter mit einer abgefahrenen Charakteristik kann da schon mehr Kopfzerbrechen bereiten.
Was stört Dich an einem OPV mehr oder weniger? Viel einfacher geht's gerade wenn Du digital steuern willst nun wirklich nicht mehr. Hast Du Dir schon mal Gedanken um die Genaugkeit gemacht? Du wolltest die analogen Sollwerte ja mit PWM erzeugen - dann muss die Versorgung des Controllers recht gut stabilisiert sein, sonst kannst Du die Nachkommastelle gleich weglassen. Oder was macht das für einen Eindruck, wenn man zwar 12,05 digital einstellen kann, aber 12,99 rauskommen...?

ja, das stimmt :)

Werd mich jetzt mal intensiver mit den Schaltplänen auseinander setzen :) :oops:

Gruß, CowZ

Sieh dir mal den Plan an:
http://www.stegem.de/Elektronik/Prinzip/simple1.jpg
nur wegen dem Funktionsprinzip, ob´s funktioniert weiß ich nicht

Ja, aber nur ohne Last. Danach geht die Ausgangsspannung massiv mit dem Strom zurück. Beispiel: U-PWM gibt 2V vor, Uaus soll also 6V sein. Fliesst nun aber 1A, fällt an dem 1R-Shunt 1V ab, der Spannungsteiler für den U-Regler wird um 1V angehoben, die Referenz für U liegt nach wie vor 2V über der "linken" Masse, es fällt am Spannungsteiler unten 1V, oben 2V ab, trotz Sollvorgabe 6V liegen am Ausgang also 3V an. Man sollte bereit sein, solche Zusammenhänge zu überblicken oder zumindest, es zu lernen, wenn man nicht einfach eine funktionierende Schaltung 1:1 nachbauen will. Das galt jetzt nicht Dir, steg, aus Deinen anderen Postings wissen wir ja, dass Du es auch gesehen hättest, wenn Du nicht zu faul gewesen wärst O:)

Danke für die gute Erklärung der Schaltung. Ich bin ja so schreibfaul.
Der rechte Spannungsteiler muss auf GND.
Ebenso GND des OP
Man muss sich halt die Mühe machen eine (funktionierende) Schaltung nach diesem Prinzip im Netz zu suchen, dann kann man die Sollwerte per µC einstellen.

Steg,
das Problem bei dieser Schaltung wird IMMER sein, dass Du zwei Bezugsmassen hast: einmal die von der Quelle, einmal die der Last, wenn Du mit positiven Sollwerten arbeiten willst. Wenn die Masse mit der Minusklemme des Ausgangs verbunden wird, ist Dein Vergleichswert über dem Shunt negativ, wie Du es auch drehst und wendest: Du musst immer mindestens einen Wert invertieren.
Das klassische Labornetzteil-Prinzip ist da ja nicht anders, nur ist der Spannungsghub an den OPV der Regler minimal (nämlich Ube der Leistungstransen plus Spannungsabfall am Shunt), während bei dem vorgenannten Design dort der gesamte Ausgangsspannungsbereich PLUS Ube und Shunt-Abfall auftritt - zum einen ungut für die Regelgeschwindigkeit, zum anderen schwer zu realisieren, wenn man die magischen 44V der gängigen OPV mal überschreiten möchte.

Nun welches ist denn die optimale Schaltung für CowZ?
Entweder man braucht Hilfsspannungen, die er nicht hat.
Oder man kann keinen positiven Sollwert auf Masse bezogen vorgeben.
Ich hab ja schon viele Diskussionen über Netzteile gelesen, Fazit war immer: das Optimale gibt es nicht :-(

Wenn der Schritt zum Optimum eine fitzeliges +/-15V-Hilfsnetzteil ist sehe ich das Problem nicht. Wenn man einen OPV einsparen möchte, muss man halt uU Einschränkungen in Kauf nehmen, die es eigentlich nicht wert sind. Muss halt jeder selbst wissen. Ohne die entsprechenden Kenntnisse und den Willen, sich diese anzueignen, wird man wohl keine Schaltung so angepasst bekommen, dass man sie "mal eben" mit einem uC unter Kontrolle bringt. Also CowZ, da musst Du jetzt durch :) Aber konkrete Fragen werden ja immer gerne beantwortet, also keine Scheu!

Ja, ok :)

Ich werde mich durch die Schaltpläne durch kämpfen :)

Vielen Dank nochmal :) (Auch dafür, dass ihr mir den einfachen Weg erspart. So lerne ich was :D)


Edit: Habe mich schonmal an den Spannungsregler gesetzt, kann das so funktionieren?
Schaltplan U-Regler

Gruß, CowZ

Wenn Dir eine Ausgangsspannung von 0-knapp 5V reicht, ja. Aber es wird wahrscheinlich schwingen u/o nicht besonders sauber regeln.

ausprobieren oder simulieren(PSpice) => lernen

Hi,

zum probieren fehlt mir das Oszilloskop (um zb. das schwingen und PWM etc. zu sehen...)
PSpice kenne ich noch nicht, kann das sowas? *downloaden* :)

Gruß, CowZ

hat dein Internet kein Google?
"Schaltungssimulation" "Spice"
also PSpice habe ich aus einem Buch
(kannst mal bei Amazon suchen oder in eine Bibliothek gehen)
Für den Einstieg leichter ist wahrscheinlich LTSpice:
http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/

Doch doch,
mein Beitrag sollte so verstanden werden: "Oh cool, PSpice kenn ich noch nicht, aber ich probiers mal aus" :)

Auch wenn ich heute größere Probleme damit hatte, denke ich, dass ich das hinbekommen werde :)

Werd die Tage nochmal weiter probieren und mich dann erneut melden :)

Gruß, CowZ